当一个物体与背景具有温度差时，就会出现一种无线电波辐射，称为“热无线电辐射”。大家知道，当一个物体具有很高的温度时，会辐射出红外线（0.1～0.001毫米波段的电磁波）；而当物体具有较幅射红外线的温度低时，就能出现这种热无线电辐射。下面介绍他的产生原因及其用途。
自然无线电辐射，可以分为两类：第一类是热无线电辐射，如：太阳的厘米和毫米波无线电辐射；地表无线电辐射；各种不产生人工电磁场的物体，建筑物和目标的无线电辐射。第二类是由自然的非热现象电动力学过程所产生的无线电辐射，主要有大气和宇宙辐射，如日华米波辐射、星际氢21厘米波辐射、电离层幅射。这里所说的热无线电辐射是指第一类的无线电辐射。
那么，热无线电辐射是怎样形成的呢？这种物理现象，是由辐射物体内部的热能变换为越出此物体界限而传播的电磁场形成的。这种变换是由内部微小的质点的热运动，形成许多“振子元件”而发生的。
热无线电辐射依赖于物质的化学成分和物理状态。由于微小质点，如原子、电子、离子以及具有电、磁性能的分子，作杂乱无章的热运动，并将其功能传递给振子元件，而变换为具有电荷或电（磁）矩的原子和粒子的能量，因而就伴随着电磁辐射。
上述过程的强度，决定于辐射物体的温度。因此，温度和辐射平均功率具有一定的关系。若已知某物体在某个频率上的辐射温度就能求得辐射平均功率。
理论和实验证明，热无线电辐射的特性——频谱——依赖于温度和频率，并类似于热噪声特性。从而得到这样一个重要的结论：热无线电辐射就是流过辐射器的热噪声电流的辐射场。因而，辐射器内的噪声电流和热无线电辐射的功率之间的关系，可用辐射理论和无线技术来说明。
在目标物体的辐射器（即产生热无线电辐射的部份）中，由噪声电流产生的电磁场穿过其厚度达到其表面，通过表面到达周围的介质中。但是，它的部分辐射能量没有越出辐射器的界限，而从它的表面反射回来，通过辐射器的内部，重新变换为热。众所周知，反射的程度与入射角、辐射器的电磁性能、周围的介质以及辐射器表面的形状有关。这些因素也影响了辐射功率。因此，实际的辐射器的热无线电辐射具有定向性，辐射的平均功率依赖于辐射器和介质的电磁性能，以及辐射器的表面形状。
任何一个与背景具有温度差的物体，由于物质内部的原子和分子的电动力学过程都会产生热无线电辐射。这种热无线电辐射包含我们需要的关于此目标物体的信息，如目标的距离、运动速度、温度以及其他参数。因此，可做成一种所谓“热无线电辐射雷达”（也叫做“无源雷达”）来探测目标。这种雷达不是利用人工产生的电磁波，而是利用目标的热无线电辐射现象。
若以物理特性而言，热无线电辐射雷达介于有源雷达和红外线探测器之间。因此，其应用范围基本上与后两者相同，但它却具有一些特殊的性能。热无线电辐射雷达的用途很广，尤其是在军事上的应用更为重要。下面简单列举其一些应用。
1．用作全天候无线电天文导航，即所谓“无线电六分仪”（见图1）。它的原理是精确测定地球以外热无线电辐射源（如太阳、月球等）的角座标，然后利用天文导航计算法，求出无线电六分仪的经度和纬度，而进行导航。如要确定某一船只在某一时间的位置，若只测量一个辐射源是不可能确定的，必须同时测定几个辐射源。除上述方法外还可以按角座标进行自动跟踪，作为船只、潜水艇的导航，并且利用一种陀螺仪稳定的无线电六分仪可应用于飞航式导弹和宇宙导航。
2．利用热辐射无线电雷达来观察地面和水面，在战争时可用来作为战场侦察以及编绘地图。也可从宇宙飞行器上对地球进行观察，其优点是经济可靠，缺点是分辨力不好。国外有用普通雷达改装后来摄取地面和水面的图象（参见图2），虽然图象不太好，但就目前的水平，肯定用来观察海岸线还是可行的。利用热辐射无线电雷达将是一种有效的方法。
3．潜水艇潜航时，水面上留有“热迹”。利用这种“热迹”的热无线电辐射可探测潜水艇的踪迹。
4.飞机作低空飞行时，最大的问题是防止发生碰撞事故。利用热辐射无线电雷达确定水平角及其变化速度，保持此二值在一定的范围内，即可防止碰撞事故。
另外，飞机在恶劣气象条件下着陆会遇到非常大的困难。据称利用3厘米波段热辐射无线电雷达，即使在大雨的情况下（25.4毫米/小时），也能清楚地看到混凝土跑道。并且，若在跑道两旁装设上“冷”或“热”的指标（即具有不同热无线电辐射能力的物体），可使着陆跑道的能见度进一步改善。
5.警戒空中来袭的目标远程导弹头再入大气层时，速度很高，发生严重的灼热现象，在其表面形成高温等离子体层，产生强烈的热无线电幅射（见图3），并且此时普通有源雷达的性能会有所降低，利用热辐射无线电雷达来探测，具有一定的优越性。
6.利用火箭发动机和快速飞行器蒙皮上的空气动力发热所引起的热无线电辐射，可作空空导弹的制导用。
7．测量由地球表面反射的非地球的自然无线电幅射的频移，或者利用低频信号频谱对扫描速度的关系特性，可测量飞行器的地速。
另外，还可用于保密通信，全天候搜索热源，对某物体进行非接触或测量其温度分布及研究其内部结构。
由此可见，热辐射无线电雷达的基本任务是获得有关无线电热辐射源的信息。这些信息包含在被接收到的热辐射无线电信号的参数中，如振幅、频率、相位。因此，信号的宽带性 ，振幅、频率和相位的随机性是热辐射无线电雷达的先决条件。通常，要取出频率和相位中的信息是困难的。 一般是光变换为测量信号的平均功率。它的接收技术与红外线接收技术相类似。为了检测这种宽带起伏信号的参数，常利用一种专门接收设备，称为“辐射计”。由图4可知，辐射计的作用相当于普通雷达的接收设备。天线接收的信号，经过滤波、放大、检波后最后送到判别设备，以判别有否信号。当信号超过门限值时，判断为有信号；反之，没有信号。为了提高接收设备的灵敏度和降低噪声，可以采用行波放大器，参量放大器，量子放大器等。辐射计有各种不同的结构。总之，它必需能接收宽带起伏的信号。
热辐射无线电雷达确定目标座标的方法大致与普通有源雷达相间，不过在测距上需要采用特殊的方法，例如利用两部固定在一定基线上的两部热无线电辐射雷达以瞄准同一目标而算出距离。
由上可知，热辐射无线电雷达与普通雷达、红外线装置有许多相似之处，但有它的独特优点。
热辐射无线电雷达在探测目标和背景的温度低的目标，优于红外线装置；在“冷”背景中探测吸收电波强的目标时优于普通雷达；其次在受气象影响方面优于红外线探测设备和普通雷达。热辐射无线电雷达的全天候性是其主要优点之一。第三，对温差大的目标作用距离优于普通雷达与红外线装置。
另外在保密性、可靠性、重量、尺寸方面都优于普通雷达。缺点是热幅射无线电雷达需用专门措施才能测距，并且不能测量目标运动的速度，测距精度也不如普通雷达和红外线探测设备；由于热辐射无线电雷达接收装置灵敏度高和频带宽，较易受干扰。
总之，热辐射无线电技术还处于发展初期，有很多关键问题尚待解决。例如：对毫米波段的研究，宽频带窄波束天线和宽频带低噪声放大器的研制，以及信息处理和测量座标的方法等问题。可以预计随着这些问题的解决，将会使热辐射无线电技术的实际应用大大推进一步。（倪燮良）